- •Содержание
- •Введение
- •1 Инженерное образование
- •1.1 Овладение знаниями
- •1.2 Фактические знания инженера
- •1.3 Техническое образование в России
- •1.4 Подготовка инженера в высшем учебном заведении
- •1.4.1 Основные умения инженера
- •1.5 Научные и инженерные основы технологии
- •1.4.2 Требования к основной образовательной программе
- •1.5.1 Инженерное дело
- •1.5.2 Роль инженерного дела
- •1.5.3 Различие между наукой и инженерным делом
- •1.5.4 Специализация в инженерном деле
- •1.6 Основные свойства инженера
- •1.6.1 Представление
- •1.6.1.1 Моделирование
- •1.6.1.2 Упрощения, предположения, идеализация
- •1.6.1.3 Оптимизация
- •1.6.2 Формулировка задачи
- •1.6.3 Поиски возможных решений
- •1.6.4 Принятие решения
- •1.6.5 Спецификация решений
- •1.7 Квалификация инженера
- •1.7.1 Квалификационная характеристика выпускника по направлению подготовки «Химическая технология
- •1.7.2 Виды профессиональной деятельности выпускника
- •1.7.3 Квалификационные требования
- •1.8 Инженерные задачи
- •1.9 Инженерное дело на практике
- •1.10 Учебный план подготовки инженеров
- •2 Производство энергонасыщенных материалов и изделий
- •2.1 История возникновения и развития энергонасыщенных материалов и изделий
- •2.2 Открытие бризантных взрывчатых веществ
- •2.2.1 Применение бризантных взрывчатых веществ в артиллерии
- •2.2.2 Развитие отечественного производства бризантных взрывчатых веществ
- •2.3 История создания отечественных ракетных зарядов
- •2.3.1 Ракетные заряды из пироксилинотротилового пороха
- •2.3.2 Разработка нитроглицериновых баллиститных порохов для ствольной артиллерии
- •2.4 История развития и совершенствования производства отечественных боеприпасов
- •2.4.1 Стрелковые боеприпасы
- •2.4.2 Артиллерийские боеприпасы
- •2.5 История высшей школы по подготовке специалистов для отечественной пороховой промышленности
- •2.5.1 Бийский технологический институт Алтайского государственного университета им. И.И. Ползунова
- •2.5.2 История создания кафедры «Химическая технология высокомолекулярных соединений» Бийского технологического института
- •2.5.3 История создания кафедры «Технология химического машиностроения» Бийского технологического института
- •2.6 Классификация взрывчатых веществ
- •2.6.1 Инициирующие взрывчатые вещества
- •2.6.2 Бризантные взрывчатые вещества
- •2.6.2.1 Азотнокислые эфиры (нитраты)
- •2.6.2.2 Нитросоединения
- •2.6.3 Взрывчатые смеси, содержащие окислители
- •2.6.4 Метательные вв
- •2.6.4.1 Дымный порох
- •2.6.4.2 Нитроцеллюлозные пороха
- •2.7 Химия и технология получения бризантных вв
- •2.7.1 Технология получения основных ароматических
- •2.7.1.1 Тринитротолуол
- •2.7.1.2 Тринитрофенол
- •2.7.2 Технология получения нитросоединений алифатического ряда (нитропарафины)
- •2.7.2.1 Нитрометан
- •2.7.2.2 Тринитрометан
- •2.7.3 Технология получения алифатических
- •2.7.3.1 Гексоген
- •2.7.3.2 Октоген
- •2.7.4.1 Глицеринтринитрат
- •2.7.4.2 Пентаэритриттетранитрат
- •Литература
2.6.2 Бризантные взрывчатые вещества
Для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, авиабомб) применяют бризантные ВВ. В зависимости от назначения боеприпасов устанавливают требования к фугасности и бризантности ВВ. Требования в отношении чувствительности ВВ к механическим воздействиям устанавливаются в зависимости от условий служебного применения и действия боеприпасов у цели.
В качестве характеристики степени механического воздействия на разрывной заряд принято напряжение, развивающееся в опасном сечении разрывного заряда при выстреле или пробивании брони.
2.6.2.1 Азотнокислые эфиры (нитраты)
Нитроглицерин. Для получения нитроглицерина глицерин обрабатывают смесью серной и азотной кислот. После отделения нитроглицерина от кислот его промывают до нейтральной реакции для получения химически стойкого продукта. Нитроглицерин представляет собой маслообразную прозрачную жидкость. Чувствительность нитроглицерина к удару высока – он дает взрывы при падении груза массой 2 кг с высоты 4 см.
Нитроглицерин применяют для приготовления нитроглицериновых порохов и взрывчатых веществ, например, динамитов. Нитроглицериновые взрывчатые вещества непригодны для снаряжения боеприпасов из-за большой чувствительности к удару и трению.
ТЭН. Со времени второй мировой войны заметное значение приобрел азотнокислый эфир пентаэритрита – пентаэритрит – тетранитрат, или ТЭН.
ТЭН получают нитрованием четырехатомного спирта пентаэритрита. ТЭН по сравнению с другими азотнокислыми эфирами химически стоек. Он более чувствителен к удару, чем тротил, тетрил и даже гексоген (дает взрывы при падении груза массой 2 кг с высоты 30 см, а при массе груза 10 кг и высоте его падения 25 см взрывы происходят в 100 % опытов). Чувствительность ТЭНа к детонации несколько выше таковой гексогена и других вторичных ВВ.
Чистый ТЭН применяют в качестве вторичных зарядов для снаряжения капсюлей-детонаторов, а флегматизированный – для снаряжения детонирующего шнура, детонаторов, кумулятивных и некоторых других снарядов.
2.6.2.2 Нитросоединения
Нитросоединения представляют собой важнейший класс бризантных взрывчатых веществ; многие представители этого класса характеризуются значительным фугасным и бризантным действием при малой чувствительности к механическим воздействиям по сравнению со взрывчатыми веществами других классов.
Исходными веществами для производства нитросоединений ароматического ряда служат ароматические углеводороды и их производные: бензол С6Н6, толуол С6Н5СН3, ксилол С6Н4(СН3)2, нафталин, фенол С6Н5ОН, диметиланилин С6Н5(СН3)2 и др.
Эти вещества получают из побочных продуктов коксования каменного угля: коксового газа и смолы. В настоящее время большие количества ароматических углеводородов (бензола, ксилола и, главным образом, толуола) получают при каталитическом крекинге и риформинге нефти. Фенол и другие производные ароматических углеводородов получают при дальнейшей химической переработке этих веществ.
Для получения нитросоединений действуют на углеводороды или их производные смесью азотной и серной кислот.
Тротил. Важнейшим представителем класса нитросоединений является тринитротолуол, или тротил. Температура затвердевания химически чистого тринитротолуола 80,85°С. Температура затвердевания технического продукта является критерием его чистоты.
Тринитротолуол практически не взаимодействует с металлами. Чувствительность тринитротолуола к механическим воздействиям и, в частности к удару, сравнительно невелика, что является основным его преимуществом перед многими другими нитросоединениями. При испытании на копре (груз 10 кг, высота падения 25 см) тротил дает от 4 до 8 % взрывов, а тетрил, например, около 50 %.
Применение тротила. Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом для снаряжения боеприпасов. Благодаря сравнительно малой чувствительности к механическим воздействиям при удовлетворительном бризантном и фугасном действии, тротил является пока наилучшим взрывчатым веществом для снарядов к морским и береговым орудиям. Для снаряжения бронебойных снарядов к этим орудиям применяли флегматизированный тротил, состоявший из 94 % тротила, 4 % нафталина и 2 % динитробензола, но возможно применение и чистого тротила.
Тротил применяли в значительных количествах в сплавах с другими нитросоединениями: с гексогеном для снаряжения кумулятивных снарядов и снарядов малого калибра. Тротил применяли в военное время в смесях с аммиачной селитрой. Из тротила готовят также патроны и шашки для взрывных работ.
Гексоген. Гексоген и ранее описанный ТЭН относятся к числу сильнейших и наиболее бризантных ВВ. Для уменьшения чувствительности гексогена к удару и трению его флегматизируют парафином, воском, церезином и другими веществами, а также ди- и тринитротолуолом и другими нитросоединениями.
Вследствие высокой чувствительности чистого ВВ к механическим воздействиям для прессования применяют только флегматизированный гексоген. В таком виде из него прессуют заряды детонаторов, кумулятивных и мелкокалиберных снарядов.
Применение гексогена. Чистый гексоген аналогично ТЭНу применяют только для изготовления капсюлей-детонаторов. Значительное применение находит гексоген в виде сплавов с другими нитросоединениями, например с тротилом, для снаряжения различных боеприпасов. Такие смеси менее чувствительны, чем гексоген, и обладают большей мощностью, чем тротил.
Октоген получают при взаимодействии уротропина с азотной кислотой и нитратом аммония в среде уксусной кислоты и уксусного ангидрида. Температура плавления, термостойкость значительно выше, чем у гексогена. Чувствительность к удару – 50 % взрывов при падении груза массой 5 кг с высоты 42 см.
Октоген применяют как термостойкое ВВ при бурении глубинных скважин и дроблении взрывным методом горячих слитков, при разгрузке и ремонте доменных печей. Его применяют в военных объектах как в виде самостоятельных зарядов, так и смеси с тротилом (октол), применяют также в твердых ракетных топливах и артиллерийских порохах.